配電臺區(qū)建設(shè)與改造智能決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

郭宗岳　張瑩

摘要：當(dāng)前信息技術(shù)的飛速發(fā)展對普及數(shù)字化用電設(shè)備的應(yīng)用發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用，因此配電臺區(qū)的用戶也逐漸提高了供電的質(zhì)量需求。如果出現(xiàn)三相不平衡、用戶電壓低等問題，會對用戶穩(wěn)定的用電環(huán)境造成影響，還可能對企業(yè)生產(chǎn)線的穩(wěn)定生產(chǎn)造成較大的損失。所以電力服務(wù)亟需通過合理有序的規(guī)劃配電臺區(qū)的建設(shè)和改造，避免發(fā)生相關(guān)問題，以提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。本文分析了配電臺區(qū)建設(shè)與改造的智能決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：配電臺區(qū)；建設(shè)改造；智能決策系統(tǒng)；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)總體構(gòu)架

配電臺區(qū)建設(shè)與改造智能決策系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括現(xiàn)場層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層。

現(xiàn)場層主要有整體配電臺區(qū)的運(yùn)行終端、各種臺區(qū)運(yùn)行指標(biāo)及臺區(qū)運(yùn)行過程中相關(guān)氣候和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等；數(shù)據(jù)層主要是分類管理各種數(shù)據(jù)，并按照系統(tǒng)級的應(yīng)用功能對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、劃分和重組，根據(jù)具體的場景對仿真和實(shí)時數(shù)據(jù)環(huán)境進(jìn)行定義，同時運(yùn)用整體切面對基礎(chǔ)臺賬進(jìn)行管理；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括運(yùn)用系統(tǒng)級接口異位采集準(zhǔn)實(shí)時數(shù)據(jù)和導(dǎo)入的基礎(chǔ)模板化數(shù)據(jù)。應(yīng)用層主要利用各種算法對評估配電臺區(qū)的供電能力和方案決策支持功能進(jìn)行設(shè)計(jì)及有效應(yīng)用，使其實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時繪圖。

該系統(tǒng)對底層用戶電量數(shù)據(jù)至配電變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)全局統(tǒng)一管理，根據(jù)建立的定義數(shù)據(jù)規(guī)則，向系統(tǒng)數(shù)據(jù)層傳輸，并利用數(shù)據(jù)標(biāo)簽定義差異異動管理規(guī)則，使數(shù)據(jù)仿真層實(shí)現(xiàn)片面化管理，并建立可以使運(yùn)行和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)雙環(huán)境、雙臺賬進(jìn)行操作模式的仿真和模擬平行臺賬，利用相關(guān)算法使配電臺區(qū)達(dá)到評估分析和輔助決策的目的，為配電臺區(qū)管理的合理性提供了重要的支撐依據(jù)。

（二）系統(tǒng)的功能

該系統(tǒng)主要包括評估供電能力、支持方案決策、實(shí)時在線繪圖、基礎(chǔ)信息管理等功能。具體的表現(xiàn)為：

1.供電能力評估。該功能作為組成系統(tǒng)的主要功能之一，主要是根據(jù)配電臺區(qū)的設(shè)備配置、負(fù)荷狀況、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)等對臺區(qū)供電的能力進(jìn)行合理的評估，并利用仿真方法對臺區(qū)提升供電能力的具體情況進(jìn)行分析。

該功能模塊主要是整體應(yīng)用配電臺區(qū)，對時間截面數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，并對配電臺區(qū)區(qū)域的地理和氣候特征進(jìn)行選擇性加載，然后分別從電壓、負(fù)債率、線損率、三線不平衡度等的核心指標(biāo)評估配電臺區(qū)當(dāng)下的供電能力，然后對配電臺區(qū)當(dāng)前存在的進(jìn)行合理的分析；分別利用管理和技術(shù)措施仿真方式，完成應(yīng)用即席在線仿真、在線變更自由拓?fù)洹⒄{(diào)整全局?jǐn)?shù)據(jù)、分析智能場景等功用。通過采取系統(tǒng)引導(dǎo)式仿真決策手段，整體對建設(shè)改造臺區(qū)的費(fèi)用進(jìn)行估算，對基層單位合理的申報項(xiàng)目儲備決策提供有效的支持。

系統(tǒng)以配電臺區(qū)的電氣設(shè)備為唯一對象對其進(jìn)行仿真操作時，通過有效的隔離臺區(qū)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并合理的對和截面數(shù)據(jù)有關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和臺賬信息進(jìn)行仿真對象表劃分，全過程跟蹤并對仿真過程的管理進(jìn)行實(shí)時分析，通過聯(lián)動整體動態(tài)，仿真操作沒進(jìn)行一步，便在分析全局拓?fù)鋾r對潮流算法進(jìn)行合理的調(diào)用，并通過對菜單動態(tài)展示技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，對當(dāng)前配電臺區(qū)告警信息實(shí)時獲取，在此過程中應(yīng)注意對決策支持庫進(jìn)行合理的應(yīng)用。

2.支持方案決策。該功能作為系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)功能，主要是利用模塊化設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的分析臺區(qū)重要的設(shè)備的目的，對基層人員適合配電臺區(qū)對使用的配電變壓器和導(dǎo)線的型號進(jìn)行選擇提供良好的基礎(chǔ)。該模塊的雙選和多選的配變功能，通過對全生命周期配變經(jīng)濟(jì)選型算法進(jìn)行合理的應(yīng)用，來分析和對比不同型號的配電變壓器的性能，分析其電量年銷和年平均增長率，對配電變壓器在配電臺區(qū)規(guī)模和負(fù)荷及運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行制定的情況進(jìn)行評比分析，進(jìn)而為需要的配電變壓器選擇合適的型號。對導(dǎo)線的選型主要采用經(jīng)濟(jì)電流密度算法，提供針對配變?nèi)萘亢蛻艟?fù)荷等的選型方法，并在選型的過程中指定各種相關(guān)指標(biāo)。另外系統(tǒng)主要是提供模塊式的工具化應(yīng)用和通信接口，不僅為規(guī)劃調(diào)用提供了方便，還可為輸出提供獨(dú)立的接口。

3.實(shí)時在線繪圖。該功能作為系統(tǒng)仿真操作、評估供電能力的基礎(chǔ)，是以配電臺區(qū)矢量圖形為基本依據(jù)，在應(yīng)用配電臺區(qū)仿真規(guī)劃業(yè)務(wù)的全過程中貫穿，整體利用圖形模式進(jìn)行操作，在此過程中把數(shù)據(jù)遙測、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)備臺賬、臺區(qū)模型等有效的結(jié)合起來，是一種比較實(shí)用的圖形應(yīng)用工具。在業(yè)務(wù)應(yīng)用的方面，耦合唯一的數(shù)據(jù)庫與圖元設(shè)備臺賬的標(biāo)志，也就是使圖元同時具有遙測、拓?fù)浜驮O(shè)備等屬性，并把配電變壓器、線路和用戶對整體圖形進(jìn)行構(gòu)建等的關(guān)系進(jìn)行有效的組合，使配電臺區(qū)形成其管理屬性，即通過科學(xué)的整合圖形坐標(biāo)和設(shè)備歸屬標(biāo)志，為統(tǒng)一構(gòu)建圖模創(chuàng)造了有利條件。

4.基礎(chǔ)信息管理。該功能主要包含的模塊有管理和維護(hù)配電臺區(qū)的臺賬、各種型號的導(dǎo)線儲備數(shù)據(jù)和配電變壓器等對數(shù)據(jù)提供支撐的各種功能。

二、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

供電公司在進(jìn)行建設(shè)和改造配電臺區(qū)智能決策系統(tǒng)試點(diǎn)及其應(yīng)用的過程中，可使配電臺區(qū)管理效率得到提升，使用戶的供電質(zhì)量得到有效改善，并使用戶增強(qiáng)滿意度，因此供電公司主要在配電臺區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)劃管理中進(jìn)行使用，使當(dāng)前配電臺區(qū)運(yùn)行時的不合理的建設(shè)規(guī)劃預(yù)算、三相不平衡、電壓值低等問題得到有效解決。

該系統(tǒng)在山東某縣公司進(jìn)行試用的過程中，通過校驗(yàn)歷史數(shù)據(jù)，得出配電臺區(qū)試點(diǎn)所有的仿真評估的結(jié)果符合現(xiàn)場具體運(yùn)行情況；通過科學(xué)的評估和分析配電臺區(qū)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對階段性的管理措施進(jìn)行有效的應(yīng)用，可以使電壓低等的情況得到有效的避免。

三、結(jié)語

綜上所述，建設(shè)與改造配電臺區(qū)智能決策系統(tǒng)可以對配電臺區(qū)的運(yùn)行和管理創(chuàng)造有利的條件支持，可以使資源配置得到優(yōu)化，并防止發(fā)生重復(fù)改造臺區(qū)的情況，使改造的質(zhì)量和效率及配電臺區(qū)自動化運(yùn)維管理水平得到有效的提升，使其人力資源成本降低，并根據(jù)系統(tǒng)提供的決策方案合理的選擇最優(yōu)設(shè)備選型、臺區(qū)布局模式和供電方式、配變配置容量等，最大限度的節(jié)省全壽命周期費(fèi)用，最終達(dá)到進(jìn)一步提升建設(shè)改造配電臺區(qū)效率的目的。